中大新聞網(wǎng)訊（通訊員陳伶君）肝癌細胞的能量代謝譜研究，對于闡明肝癌細胞的能量代謝調(diào)控并探索對應(yīng)靶點治療具有重要意義。近日，中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院吳斌教授團隊等在Journal of Experimental & Clinical Cancer Research上在線發(fā)表題為“Aerobic glycolysis enhances HBx-initiated hepatocellular carcinogenesis via NF-κBp65/HK2 signalling”的研究論著，發(fā)現(xiàn)在乙肝誘發(fā)肝癌過程中，乙型肝炎病毒X蛋白（HBx）顯著促進肝細胞的有氧糖酵解，進而促進肝細胞惡性增殖以誘導(dǎo)肝癌發(fā)生發(fā)展。
能量代謝的重編程是惡性腫瘤的十大特征之一，以滿足腫瘤發(fā)生、發(fā)展的能量需求。既往研究顯示腫瘤細胞即使在有氧的情況下，也傾向于利用葡萄糖酵解產(chǎn)生的乳酸，而不是選擇能夠高效產(chǎn)能的線粒體氧化磷酸化以提供腫瘤細胞所需能量，這種現(xiàn)象稱為有氧糖酵解，也稱Warburg效應(yīng)。近年來研究發(fā)現(xiàn)，核因子κB (NF-κB)在細胞的代謝調(diào)控中起著重要作用。然而關(guān)于NF-κBp65在乙肝肝癌中如何調(diào)控有氧糖酵解的機制尚不明確。因此，闡明肝細胞中NF-κBp65對有氧糖酵解代謝重編程的調(diào)控機制尤其重要。
吳斌教授團隊通過研究發(fā)現(xiàn)，乙肝病毒表達的HBx蛋白從轉(zhuǎn)錄水平上顯著促進NF-κBp65表達，并從翻譯后修飾水平上增強NF-κBp65磷酸化。這種活化狀態(tài)的磷酸化NF-κBp65可以結(jié)合己糖激酶HK2基因的啟動子區(qū)域，上調(diào)HK2蛋白的表達，從而促進肝細胞的有氧糖酵解，增加乳酸的產(chǎn)生，過量的乳酸活化PI3K/Akt信號通路，進一步促進肝細胞的惡性增殖，最終導(dǎo)致肝細胞癌變。
圖1：在乙型肝炎病毒（HBV）誘發(fā)的肝癌患者中，肝癌細胞NF-κBp65的表達及磷酸化顯著升高。
團隊通過TCGA肝癌數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)NF-κB信號通路關(guān)鍵的5個亞基NF-κB1、NF-κB2、NF-κBp65、RelB、c-Rel中，乙肝相關(guān)肝癌患者的NF-κBp65表達上調(diào)，且進一步在人乙肝肝癌組織樣本及組織芯片中檢測發(fā)現(xiàn)NF-κBp65蛋白表達及磷酸化顯著上調(diào)（圖1），并伴隨著有氧糖酵解增加。根據(jù)這個重要臨床發(fā)現(xiàn)，團隊進一步通過HBx轉(zhuǎn)基因小鼠與肝細胞特異性敲除NF-κBp65小鼠交配構(gòu)建了過表達HBx和肝細胞特異性敲除NF-κBp65（HBx+/+/NF-κBp65Δhepa）小鼠。在18 個月小鼠自發(fā)性肝癌模型中，與HBx+/+/NF-κBp65+/+小鼠相比，HBx+/+/NF-κBp65Δhepa小鼠自發(fā)性肝癌的發(fā)生率和腫瘤直徑顯著低于HBx+/+/NF-κBp65+/+小鼠。通過體內(nèi)和體外實驗，團隊發(fā)現(xiàn)HBx通過活化的NF-κBp65/HK2信號通路促進有氧糖酵解進而促進增殖，并進一步通過蛋白的相互作用、雙熒光素酶報告基因、染色質(zhì)免疫沉淀等實驗進行深入的機制研究，發(fā)現(xiàn)HBx與NF-κBp65結(jié)合在NF-κBp65啟動子區(qū)域，以促進NF-κBp65轉(zhuǎn)錄及磷酸化，磷酸化的NF-κBp65可進一步結(jié)合HK2靶基因啟動子區(qū)域促進HK2的表達，促使有氧糖酵解產(chǎn)生乳酸增多，激活了下游PI3K/Akt信號通路、促進肝細胞的惡性增殖，從而誘發(fā)肝細胞的癌變，并促進肝癌的發(fā)展（圖2）。
圖2：乙型肝炎病毒（HBV）感染的肝細胞中，乙型肝炎病毒X蛋白（HBx）增強了肝細胞中NF-κBp65的表達和磷酸化，進一步通過NF-κBp65/HK2信號通路促進有氧糖酵解及乳酸的產(chǎn)生，過量乳酸進一步激活PI3K/Akt信號通路以誘導(dǎo)肝細胞惡性增殖，最終誘發(fā)肝細胞的癌變和促進肝癌的發(fā)展。
這一研究成果闡明了乙肝相關(guān)肝癌癌變過程中，能量代謝重編程的新機制，揭示了HBV表達的HBx可以通過NF-κBp65介導(dǎo)有氧糖酵解促進肝癌的發(fā)生、發(fā)展，為乙肝相關(guān)肝癌的防治提供了新的理論基礎(chǔ)及潛在的治療靶點。本研究是在Nat Commun、Autophagy、J Exp Clin Cancer Res等既往發(fā)表的研究成果基礎(chǔ)上的進一步擴展和深入。
吳斌教授的博士生陳伶君為論文的第一作者，吳斌教授為通訊作者，中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院為論著的第一作者單位及通訊作者單位。該研究獲國家自然科學(xué)重點項目及面上項目（U1501224）、廣東省自然科學(xué)基金團隊項目（2018B030312009）支持。
論文鏈接：https://jeccr.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13046-022-02531-x
